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OpenVPN

Dieser Artikel wurde für die folgenden Ubuntu-Versionen getestet:

openvpn-logo.png OpenVPN {en} ist eine Virtual-Private-Network-Software, die auf dem bewährten Verschlüsselungsprotokoll SSL/TLS aufbaut, welches auch für die Verschlüsselung von Webbrowser-Sitzungen im E-Commerce eingesetzt wird.

Die Vorteile von OpenVPN gegenüber anderen Lösungen liegen in der (relativ) einfachen Konfiguration und der Verfügbarkeit für zahlreiche Plattformen (u.a. Linux, Solaris, versch. BSDs, Android, Mac OS X und Microsoft Windows) bei gleichzeitig sehr guter Sicherheit.

Installation

Folgendes Paket wird benötigt [1]:

  • openvpn (universe [2])

Wiki/Vorlagen/Installbutton/button.png mit apturl

Paketliste zum Kopieren:

sudo apt-get install openvpn 

sudo aptitude install openvpn 

und ab Ubuntu 13.04 auch noch das Paket

  • easy-rsa (universe [2])

Wiki/Vorlagen/Installbutton/button.png mit apturl

Paketliste zum Kopieren:

sudo apt-get install easy-rsa 

sudo aptitude install easy-rsa 

Als erstes sollte man die Beispielkonfiguration und das Verzeichnis zur Schlüsselerzeugung an einen geeigneten Ort entpacken [3]:

sudo cp /usr/share/doc/openvpn/examples/sample-config-files/server.conf.gz /etc/openvpn/
sudo gunzip /etc/openvpn/server.conf.gz
sudo cp -r /usr/share/doc/openvpn/examples/easy-rsa/2.0 /etc/openvpn/easy-rsa2 

bzw. ab Ubuntu 13.04:

sudo cp /usr/share/doc/openvpn/examples/sample-config-files/server.conf.gz /etc/openvpn/
sudo gunzip /etc/openvpn/server.conf.gz
sudo cp -r /usr/share/easy-rsa /etc/openvpn/easy-rsa2 

Server

Nachdem man die oben beschriebenen Schritte durchgeführt hat, kann man für die Server-Konfiguration hier fortfahren.

Schlüssel und Zertifikate generieren

Hinweis:

Im folgenden Abschnitt wird beschrieben, wie man die Zertifikate auf dem Server als Root im Verzeichnis /etc/openvpn/easy-rsa2 erstellt. Man sollte diese Certificate Authority (CA) aber aus Sicherheitsgründen möglichst auf einem anderen (offline) Rechner erstellen. Man benötigt dazu dann auch keine Root-Rechte, wenn man als normaler Benutzer Schreibrechte besitzt. Weiterhin sind die Schlüssel vor unberechtigtem Zugriff besser geschützt - insbesondere der ca.key sollte besonders behandelt werden, da ein Angreifer mit diesem Schlüssel beliebige eigene Schlüssel signieren könnte und ungehinderten Zugriff auf den OpenVPN Server erlangen würde.

Nach dem Erzeugen muss man dann nur noch die jeweiligen Schlüssel und Zertifikate auf die entsprechenden Rechner kopieren, und zwar auf jeden Rechner (Server und Clients) seine eigene .key- und .crt-Datei sowie die globale ca.crt. Der Server benötigt auch noch die Diffie-Hellman-Datei dh1024.key. Der CA-Schlüssel ca.key wird dagegen nur innerhalb der CA benötigt und muss nicht transferiert werden.

Die gegenseitige Authentifizierung zwischen Server und Client findet bei OpenVPN über kryptografische Schlüssel und Zertifikate statt, die als erstes erstellt werden müssen. Dazu wechselt man zuerst in das Verzeichnis /etc/openvpn/easy-rsa2/ und editiert[4] dort die Datei vars mit Root-Rechten[7].

In der vars findet man am Ende folgende Einträge:

export KEY_COUNTRY="DE"
export KEY_PROVINCE="Nordrhein-Westfalen"
export KEY_CITY="Duesseldorf"
export KEY_ORG="Internet Ltd."
export KEY_EMAIL="info@webmaster"
export KEY_EMAIL=info@webmaster
export KEY_CN=changeme
export KEY_NAME=changeme
export KEY_OU=changeme
export PKCS11_MODULE_PATH=changeme
export PKCS11_PIN=1234

Diese Einträge müssen ggf. auf die eigenen Verhältnisse angepasst werden.

Hinweis:

Aufgrund eines Fehlers wird manchmal das Unterverzeichnis für die Keys nicht erstellt. Man sollte dies darum von Hand nachholen (weiterhin in /etc/openvpn/easy-rsa2/):

sudo mkdir keys 

Als nächstes muss unbedingt die neueste openssl-x.x.x.cnf umbenannt werden in openssl.cnf

sudo cp openssl-x.x.x.cnf openssl.cnf 

Danach muss die oben angepasste Datei vars in die Umgebungsvariablen aufgenommen werden [3] (dabei aufpassen, dass man sich auch wirklich im Verzeichnis /etc/openvpn/easy-rsa2/ befindet):

source ./vars 

Es erscheint eine Warnmeldung, worauf mit den folgenden Skript-Aufrufen das Master-Zertifikat und der Master-Schlüssel erstellt werden:

sudo -E ./clean-all
sudo -E ./build-ca 

Hinweis:

Falls es hierbei zu Fehlern kommt, diesen Foreneintrag berücksichtigen.

Jetzt muss noch das Zertifikat und der Schlüssel für den Server erstellt werden:

sudo -E ./build-key-server server 

Wichtig dabei ist, dass bei "Common Name" der Name eingegeben werden sollte, mit dem auf den Server später zugegriffen wird. Das kann z.B. auch der DynDNS-Name sein. Das "Challenge Password" sollte leer gelassen werden, sonst wäre es möglich sich mit diesem Passwort anzumelden. Um die Datenbank zu aktualisieren, muss danach zweimal mit Y bestätigt werden.

Anschließend müssen nun die Schlüssel für die Benutzer angelegt werden:

sudo -E ./build-key ersterclient
sudo -E ./build-key zweiterclient
sudo -E ./build-key dritterclient 

Bzw. wenn die Schlüssel mit einem Passwort geschützt werden sollen (welches bei jedem Anmelden eingegeben werden muss):

sudo -E ./build-key-pass ersterclient
sudo -E ./build-key-pass zweiterclient
sudo -E ./build-key-pass dritterclient 

Das geschieht nach dem gleichen Prinzip wie gerade eben beim Server, jedoch muss nun bei "Common Name" jeweils der Name des Clients eingetragen werden.

Hinweis:

Benötigt man zu einem späteren Zeitpunkt weitere Zertifikate, muss zuerst die vars als root (sudo -s) erneut gesourcet werden. Danach können wie gewohnt neue Zertifikate mittels ./build-key erstellt werden.

Jetzt müssen noch die Diffie-Hellman-Parameter generiert werden. Diese sind nötig, um kryptografische Schlüssel sicher über unsichere Kanäle auszuhandeln. Das geschieht mit

sudo -E ./build-dh 

Die Erstellung kann je nach System einige Zeit dauern.

openvpn-key-overview.png Wenn die Erstellung erfolgreich gewesen ist, liegen nun alle benötigten Dateien im Verzeichnis /etc/openvpn/easy-rsa2/keys/. Die Dateien mit der Endung .key sind die geheimen Schlüssel, die nur auf dem entsprechenden Rechner, zu dem sie gehören, gespeichert werden sollten. Die .crt-Dateien sind die Zertifikate, die nicht geheim gehalten werden müssen. Die Client-Schlüssel und -Zertifikate müssen nun auf die Clients transferiert werden, server.key bleibt wo sie ist. Die ca.key Datei sollte aus Sicherheitsgründen vom Server entfernt werden (bspw. auf einem USB Stick offline gespeichert), da sie nur für die Erstellung weiterer Schlüssel benötigt wird und im laufenden Server-Betrieb keinen Nutzen hat.

Außerdem muss jeder Client noch die Datei ca.crt erhalten, damit er den Server einwandfrei identifizieren kann. Zusätzlich muss noch darauf geachtet werden, dass die Dateien nie im ASCII-Modus übertragen werden. Dies kann dazu führen, dass die Datei nicht mehr entschlüsselt werden kann und somit ein Verbinden mit dem openVPN-Server nicht möglich ist. Fehlermeldung: "Error: private key password verification failed". Man umgeht das Problem, indem man alle zu übertragenden Dateien in ein .tar- oder .rar-Archiv packt. Bei der Übertragung übers Internet sollten die Dateien zusätzlich verschlüsselt werden, z.B. mit GnuPG.

Konfiguration

Nun muss noch die Server-Konfigurationsdatei /etc/openvpn/server.conf angepasst werden. Wichtig ist, dass die Pfade zu den Schlüsseln angepasst werden. Alle anderen Voreinstellungen sind in Ordnung.

ca ./easy-rsa2/keys/ca.crt
cert ./easy-rsa2/keys/server.crt
key ./easy-rsa2/keys/server.key    # Diese Datei geheim halten.
dh ./easy-rsa2/keys/dh1024.pem     # Diffie-Hellman-Parameter

Wichtig ist hier, es kann sein, dass weiter unten in der Datei ein weiterer Verweis auf die Quelle für die Diffie-Hellman-Parameter ist, welcher somit die hier getätigte Vorgabe überschreibt. Sollte der spätere Serverstart mit dem Fehler "Cannot open dh1024.pem for DH parameters - No such file or directory" abbrechen, so sollte die zweite Diffie-Hellman-Angabe weiter unten auskommentiert werden.

Zur Verbesserung der Sicherheit sollte man den Daemon unter einer unprivilegierten Benutzerkennung laufen lassen, indem man folgende Zeilen aktiviert:

# Downgrade privileges after initialization (non-Windows only)
user nobody
group nogroup

Noch besser ist es, hier nicht auf die Kennung nobody/nogroup zurückzugreifen, sondern eine eigene spezialisierte openvpn/openvpn-Identität zu schaffen, wobei man die Shell auf "/bin/false" setzen kann.

sudo addgroup --system --no-create-home --disabled-login --group openvpn
sudo adduser --system --no-create-home --disabled-login --ingroup openvpn openvpn 

Wer den Server in einem privaten LAN stehen hat, muss noch "Port-Forwarding" auf seinem Router aktivieren. OpenVPN nutzt standardmäßig den Port 1194 (UDP), der auf die interne IP-Adresse des VPN-Servers weitergeleitet werden muss. Wer einen Linux-Router betreibt, kann dafür das nathelper-Skript verwenden. Besitzer eines Hardware-Routers sollten bei Bedarf dessen Betriebsanleitung oder die Webseiten des Router-Herstellers zu Rate ziehen.

Jetzt kann der Server folgendermaßen gestartet werden:

sudo /etc/init.d/openvpn restart 

Ab Ubuntu 10.10 wird OpenVPN durch Upstart gestartet. Daher geht auch folgender Befehl:

sudo service openvpn restart 

Falls das nicht erfolgreich ist und folgender Fehler in /var/log/daemon.log bzw. /var/log/syslog steht (häufig bei virtualisierten Systemen der Fall):

openvpn[...]: Note: Cannot open TUN/TAP dev /dev/net/tun: Permission denied (errno=13)
openvpn[...]: Note: Attempting fallback to kernel 2.2 TUN/TAP interface
openvpn[...]: Cannot allocate TUN/TAP dev dynamically

hilft eventuell der Abschnitt Probleme weiter.

LAN einbeziehen

Um dem Client nicht nur den Server selber, sondern auch das LAN über das VPN zugänglich zu machen, muss nochmal die server.conf bearbeitet werden. Dort wird im betreffenden Bereich folgendes eingetragen:

push "route 192.168.2.0 255.255.255.0"

Der hier genannte IP-Bereich muss natürlich durch den des serverseitigen LANs ersetzt werden. Außerdem muss noch das IP-Forwarding am Server aktiviert werden:

sudo sysctl -w net/ipv4/ip_forward=1 

Um diese Änderung permanent zu machen, kann man sie in die Datei /etc/sysctl.conf eintragen:

net.ipv4.ip_forward=1

Wenn der OpenVPN-Daemon nicht auf dem "Default-Gateway" des lokalen Netzes läuft, so muss auf letzterem (dem Default-Gateway/Router) noch eine Route erstellt werden, die den OpenVPN-Server als Gateway für das VPN festlegt. Handelt es sich dabei um einen Linux-Rechner, so lautet der Befehl wie folgt und kann bei Bedarf (ohne "sudo") in die Datei /etc/rc.local eingetragen werden:

sudo route add -net 10.8.0.0 netmask 255.255.255.0 gw vpn.server.i.p 

Bei besseren "Consumer-Routern" wie z.B. einer FritzBox gibt es häufig auch in den Netzwerkeinstellungen die Option "IP-Routen" oder "statische Routen". Besagte FritzBoxen erwarten dort die Eingabe von IP-Adresse, Subnetzmaske und Gateway. Dabei ist mit IP-Adresse die Adresse des IP-Netzwerkes (hier 10.8.0.0) gemeint. Es ergibt sich für typische Privat-Netzwerke also folgende Einstellung, wenn z.B. der lokale Adressbereich 192.168.1.0 ist und der Openvpn-Server auf einem Rechner mit der IP 192.168.1.66 läuft.

IP-Adresse 10.8.0.0
Subnetzmaske 255.255.255.0
Gateway 192.168.1.66

Weiterhin müssen bei einer evtl. vorhandenen Firewall Regeln (bei Iptables in der "Forward-chain") eingerichtet werden, die die Kommunikation erlauben.

OpenVPN als Default-Gateway

In manchen Situationen möchte man vielleicht jede Verbindung vom Client über den Server leiten, z.B. um ein unverschlüsseltes Wlan abzusichern oder Zensur zu umgehen. Dafür wird der OpenVPN-Server wie ein Router konfiguriert, siehe Router. Für den Parameter -s gibt man das OpenVPN-Subnetz an, nach der Voreinstellung 10.8.0.0\24. Der Parameter -i zeigt auf die TUN/TAP Netzwerkschnittstelle von OpenVPN, also z.B. tun0.

Dann muss in der Server-Konfigurationsdatei /etc/openvpn/server.conf nur ein Kommentarzeichen entfernt werden:

push "redirect-gateway def1 bypass-dhcp" 

Anschließend noch den OpenVPN-Server neu starten bzw. die Konfiguration neu einlesen.

Weiterleitung ins Internet ohne Default-Gateway

Wenn der Server nicht das Default-Gateway zum Internet ist und man trotzdem seinen Internet-Traffic darüber leiten möchte, kann man auch einen Proxy-Server erstellen, der den Verkehr weiterleitet.

Weiteres darüber ist hier zu finden.

Zu empfehlen ist Tinyproxy wegen seiner einfachen Konfiguration.

Client-Konfiguration

Zuerst muss auch auf den Clients das openvpn-Paket installiert werden, wie weiter oben beschrieben. Statt der Datei server.conf wird hier aber logischerweise die /etc/openvpn/client.conf editiert [4], die vorher mit

sudo cp /usr/share/doc/openvpn/examples/sample-config-files/client.conf /etc/openvpn/ 

in das entsprechende Verzeichnis kopiert wurde.

Dort ändert man die IP-Adresse, unter der der Server erreichbar ist. Wer keine statische IP zur Verfügung hat, kann dort auch seine dyndns-Adresse angeben.

remote ich.dyndns.org

Die Pfade der einzelnen ca, cert, usw. müssen hier nicht unbedingt angepasst werden, wenn die einzelnen Dateien auf dem Client im gleichen Ordner liegen wie die client.conf und die voreingestellten Dateinamen besitzen. Natürlich müssen sie erstmal vom Server herüberkopiert worden sein.

Die Authentifizierung des OpenVPN-Servers ist für einen ersten Test nicht notwendig, für die spätere Benutzung aus Sicherheitsgründen aber empfohlen. Dazu wird eine der Methoden, die auf der Seite http://openvpn.net/howto.html#mitm {en} beschrieben ist, verwendet .

remote-cert-tls server

Andernfalls bekommt man bei jeder Verbindung eine Warnung ("WARNING: No server certificate verification method has been enabled. See http://openvpn.net/howto.html#mitm for more info.")

Ubuntu

Hinweis:

Es bietet sich die komfortable Nutzung der NetworkManager/VPN Plugins an.

Auch hier muss das VPN jetzt neu gestartet werden [3]:

sudo /etc/init.d/openvpn restart 

Wer die Verbindung nicht bei jedem Systemstart automatisch aufbauen lassen will, muss folgende Zeile in der Datei /etc/default/openvpn aktivieren:

AUTOSTART="none"

In diesem Fall empfiehlt es sich, die Konfiguration im eigenen Homeverzeichnis anzulegen. Dann kann man die Verbindung bei Bedarf auch mit einfachen Benutzerrechten über folgenden Befehl starten:

openvpn ~/pfad/zu/client.conf 

Microsoft Windows

OpenVPN-Pakete für Windows sind über die folgende URL erhältlich: http://openvpn.net/ {en} . Nach der Installation müssen dann folgende Dateien, die vorhin erstellt wurden, in den Ordner C:\Programme\OpenVPN\config\ kopiert werden:

client.ovpn
clientX.crt
clientX.key
ca.crt

Wie zu erkennen ist, muss die client.conf-Datei zur Verwendung mit der Windows-GUI die Endung .ovpn haben.

Nun mit der rechten Maustaste rechte Maustaste auf das Icon von OpenVPN klicken und "Connect" auswählen. Wenn alles richtig gemacht wurde, sollte die Verbindung nun funktionieren.

Wer die VPN-Verbindung/en bereits beim Start von Windows aktivieren möchte, kann über "Start -> Ausführen -> services.msc" den Dienst openVPN auf automatisch starten setzen. Damit werden alle konfigurierten Verbindungen aus dem Ordner "C:\Programme\OpenVPN\config\" beim Systemstart automatisch aufgebaut.

OpenVPN über HTTP-Proxy

Sitzt man nicht direkt an einem Internetzugang (z.b. im Büro oder beim Kunden), so hat man oft keine Möglichkeit über Port 1194 ins Internet zu kommen. Üblicherweise ist aber der Port 443 (HTTPS) über einen HTTPS-Proxy im Netz nutzbar. Theoretisch würden auch andere Ports funktionieren, praktisch limitieren aber Proxys in Firewall-Umgebungen die Benutzung von HTTP CONNECT, welche zur Tunnelung von SSL notwendig ist, nahezu immer auf den Port 443.

Um vom Client über den HTTPS-Proxy ins Internet und zum heimischen OpenVPN-Server zu gelangen, müssen folgende Konfigurationen gemacht werden:

server.conf

# Which TCP/UDP port should OpenVPN listen on?
# If you want to run multiple OpenVPN instances
# on the same machine, use a different port
# number for each one.  You will need to
# open up this port on your firewall.
port 443
;port 1194

# TCP or UDP server?
proto tcp
;proto udp

Auf dem Server wird in der server.conf auf den Port 443 umgeschaltet. Zudem wird hier auf das Protokoll TCP umgeschaltet, was in diesem Fall auch zwingend ist, da HTTP(S) Verkehr generell über TCP transportiert wird.

client.conf

# Are we connecting to a TCP or
# UDP server?  Use the same setting as
# on the server.
proto tcp
;proto udp

[...]

# If you are connecting through an
# HTTP proxy to reach the actual OpenVPN
# server, put the proxy server/IP and
# port number here.  See the man page
# if your proxy server requires
# authentication.
http-proxy 192.168.4.1 1080
;http-proxy-retry # retry on connection failures
;http-proxy [proxy server] [proxy port #]

Auf dem Client wird in der client.conf die Zeile "http-proxy 192.168.4.1 1080" hinzugefügt. Wobei die Addresse des Proxy "192.168.4.1" und der Port "1080" mit den effektiven Angaben ersetzt werden müssen. Weitere Informationen zur Konfiguration von HTTP-Proxys sind unter http://openvpn.net/howto.html#http {en} verfügbar.

Auch auf dem Client muss darauf geachtet werden, TCP als Transportprotokoll auszuwählen.

Probleme

Zertifikate sperren

Sind Client-Zertifikate in die Hände von Fremden gelangt, können diese sich mit dem OpenVPN-Server verbinden. Um kompromittierte Zertifikate für die weitere Nutzung unbrauchbar zu machen, widerruft man diese. Dafür muss man sich ebenfalls im Ordner /etc/openvpn/easy-rsa2/ befinden und die Datei vars gesourcet haben.

Zuerst wird die Server-Konfigurationsdatei /etc/openvpn/server.conf um einen Eintrag zur Widerrufsliste erweitert:

crl-verify ./easy-rsa2/keys/crl.pem

Danach soll OpenVPN die Konfiguration neu einlesen und guckt dann bei neuen oder laufenden Verbindungen nach, ob das Zertifikat des Clients noch gültig ist.

sudo -E service openvpn reload     

Die Zertifikate werden dann mit derselben Bezeichnung wie bei der Erstellung gesperrt:

sudo -E ./revoke-full ersterclient 

Virtualisierte Systeme

Viele Provider bieten mittlerweile günstige virtualisierte Server an (auch VPS oder VServer). Bestimmte Funktionen lassen sich auf solchen Servern nur nutzen, wenn die entsprechenden Fähigkeiten auch in den Kernel des Host-Systems kompiliert wurden, auf dem die VPS läuft. Das gilt insbesondere für TUN/TAP und iptables. Bei vielen Providern genügt es, wenn man in einem Support-Ticket kurz erklärt, dass man TUN/TAP oder iptables nutzen möchte und sie wechseln den Kernel aus.

Funktioniert TUN/TAP dann immer noch nicht, muss man das Gerät noch selbst erstellen:

sudo mkdir -p /dev/net
sudo mknod /dev/net/tun c 10 200
sudo chmod 600 /dev/net/tun 

Wenn man den Vserver als Gateway nutzen möchte muss man in der In der /etc/rc.local noch folgendes eintragen, wobei EXT_IP die öffentliche IP des servers ist

iptables -t nat -F POSTROUTING
echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward

# iptables -t nat -A POSTROUTING -o eth0 -s 10.8.0.0/24 -j MASQUERADE # das geht nur wenn das Interface nicht venet0:0 (also keine Map ist)

iptables -t nat -A POSTROUTING -s 10.8.0.0/24 -j SNAT --to-source EXT_IP  

Mediatomb

Unter Umständen kann es zu Problemen kommen, wenn Mediatomb und OpenVPN gleichzeitig installiert sind. Das Problem äußert sich darin, dass die Weboberfläche von Mediatomb zwar erreichbar ist, der eigentliche UPNP Service aber nicht.

Die Ursache ist hierfür, dass Mediatomb den UPNP Service scheinbar an die TUN Netzwerkschnittstelle, welches von OpenVPN angelegt wird, bindet. Stattdessen soll Mediatomb sich an die übliche Netzwerkschnittstelle binden, normalerweise also eth0 oder wlan0.

Ein einfacher Eingriff in die config.xml des Mediatomb löst das Problem:

<config ...>
  <server>
  ...
    <interface>eth0</interface>
  ...
  </server>
</config>

  • OpenVPN e.V {de} {en} - Verein zur Stärkung der Community mit Wiki und Forum

  • offizieller OpenVPN Client für Android

  • Von Savecall wird beschrieben, wie VPN im Internet, per Ethernet oder mit einer MPLS-Verbindung genutzt werden kann.

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Diese Revision wurde am 22. Oktober 2014 08:39 von svij erstellt.
Die folgenden Schlagworte wurden dem Artikel zugewiesen: VPN, Sicherheit, Netzwerk, Server